Argamassas de substituição para edifícios antigos

As argamassas de substituição para aplicação em edifícios antigos, nomeadamente em intervenções de conservação ou reabilitação, devem ser compatíveis com as argamassas existentes e com o suporte onde irão ser aplicadas. Estas argamassas devem apresentar uma deformabilidade semelhante à camada onde é aplicada e resistências mecânicas relativamente baixas. Devem também dificultar a penetração da água e o transporte até ao suporte e, consequentemente, favorecer a evaporação da água que foi absorvida.

Fazendo uma análise superficial da adequabilidade das argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 incorporando GO, segundo os requisitos referidos anteriormente e considerando que as argamassas de NHL correntes são adequadas para edifícios antigos [GRILO et al., 2014], pode-se assumir que são adequadas para a aplicação em paredes antigas, pelo facto de não ocorrerem aumentos significativos nas resistências mecânicas das argamassas com a introdução do GO quando em comparação com a argamassa de referência. Por outro lado, o facto das argamassas produzidas

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terem uma absorção de água mais lenta e em menor quantidade, tendo também uma permeabilidade ao vapor de água mais alta, originando um processo de secagem mais rápido, leva a crer que as argamassas formuladas podem trazer vantagens para a aplicação como argamassas de substituição.

Uma outra abordagem passa pela verificação de alguns parâmetros determinados na campanha experimental com os requisitos recomendados por VEIGA et al. (2010) para argamassas de substituição aos 90 dias, obtidos com base em estudos efetuados com colaboração do LNEC durante já mais de uma década, quer para aplicações em rebocos no interior/exterior quer para o refechamento de juntas. Note-se que como as argamassas produzidas nesta dissertação foram ensaiadas aos 28 dias, não é possível fazer uma comparação direta de ambos os resultados. Porém, dado o tipo de cal utilizada ter a potencialidade de uma carbonatação mais rápida comparativamente a argamassas de cal aérea, por possuir menos hidróxido de cálcio, pode-se considerar fazer uma comparação aproximada. Realça-se, no entanto, o facto de o tipo de areia utilizada não ser bem graduada para aplicação em rebocos.

Os requisitos foram estabelecidos para as propriedades mecânicas das argamassas de substituição são expressos no Quadro 4.6, sendo apresentadas as resistências à tração por flexão (Rf) e à compressão (Rc) e o módulo de elasticidade dinâmico (Ed), e os requisitos não mecânicos no Quadro 4.7, sendo apresentados o coeficiente de capilaridade (CC) e a espessura de camada de ar de difusão equivalente (Sd).

Em ambos os quadros são também apresentados os valores obtidos na campanha experimental correspondentes a cada parâmetro, embora neste caso aos 28 dias. São apresentados apenas os valores das argamassas produzidas com 0,05% e 0,1% de GO disperso, respetivamente, uma vez que foi concluído serem as dosagens que propiciam melhores resultados.

Quadro 4.6 – Requisitos recomendados para argamassas para edifícios antigos e valores obtidos na campanha experimental para as propriedades mecânicas das argamassas de substituição

Utilização

Requisitos estabelecidos por

VEIGA et al., 2010 Valores obtidos na campanha _experimental Rf [MPa] Rc [MPa] Ed [MPa] Rf [MPa] Rc [MPa] Ed [MPa] Reboco exterior 0,2 – 0,7 0,4 – 2,5 2000 – 5000 0,24 e 0,25 0,59 e 0,63 6768 e 7225 Reboco interior 0,2 – 0,7 0,4 – 2,5 2000 – 5000 Juntas 0,4 – 0,8 0,6 – 3 3000 - 6000

Com base no Quadro 4.6, verifica-se que as referidas argamassas incorporando GO se enquadram nos valores estabelecidos para as resistências mecânicas de rebocos interiores e exteriores, no entanto apresentam menor deformabilidade do que o recomendado (valores de Ed mais

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elevados). No entanto, e uma vez que o acréscimo de Ed não é muito alto, e que podem haver alterações com o tipo de agregados utilizados, considera-se que, de forma geral e em termos dos parâmetros mecânicos analisados, conclui-se que são adequadas para aplicação como argamassas de substituição. Fica por aferir a capacidade destas argamassas em termos de aderência ao suporte.

Quanto a aplicações no refechamento de juntas, só poderão ser consideradas adequadas se, por exemplo através de agregados mais adequados, se obtiverem Rf um pouco mais elevadas.

Quadro 4.7 – Requisitos recomendados para edifícios antigos e valores obtidos na campanha experimental para o comportamento à água das argamassas de substituição

Utilização

Requisitos estabelecidos por

VEIGA et al., 2010 Valores obtidos na campanha _experimental CC [kg/(m2_.min1/2_)] Sd [m] CC [kg/(m2_.min1/2_)] Sd [m] Reboco exterior 1 – 1,5 < 0,08 2,63 e 2,59 0,062 e 0,061 Reboco interior - < 0,10 Juntas 1 – 1,5 < 0,10

De acordo com o Quadro 4.7, verifica-se que as argamassas produzidas geraram valores da espessura da camada de ar de difusão equivalente das argamassas incorporando o GO disperso que se enquadram nos valores estabelecidos para os rebocos exteriores e para o refechamento de juntas, significando que as respetivas argamassas têm uma adequada permeabilidade ao vapor de água. No entanto, relativamente à capilaridade, apresentam valores de CC demasiado elevados quando em comparação com os valores estabelecidos como requisitos para os três tipos de aplicações possíveis.

De qualquer modo, os valores de CC estabelecidos têm vindo a ser considerados como demasiado restritivos uma vez que muitas vezes não são cumpridos até por argamassas de cal aérea [MATIAS et al., 2015]. Por outro lado, um agregado diferente poderá conduzir a diferentes valores de CC, eventualmente mais reduzidos, e que possibilitem vir a dizer que é possível argamassas com GO serem adequadas para uso como argamassas de substituição.

4.5. Síntese

Tendo em conta as conclusões obtidas anteriormente, através da comparação dos resultados expostos na análise bibliográfica efetuada e dos resultados da campanha experimental, averiguou-se que a adição do GO disperso nas argamassas de cal hidráulica natural não produz resultados tão significativos como apresentado nas referências bibliográficas consultadas relativamente a argamassas à base de cimento. As pequenas variações obtidas na presente campanha experimental podem quase

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ser consideradas dentro da margem de erro dos ensaios, associados aos procedimentos normais de laboratório. Contudo, analisando estas variações pode-se concluir que foram observadas ligeiras melhorias no comportamento face à água, não descartando a possibilidade do GO, adicionado noutras percentagens, poder conduzir a melhores resultados. Foi ainda concluído que a adição de 0,03% de GO disperso aparenta ser a quantidade de nanomaterial que produz melhores resultados nas argamassas à base de cimento, podendo também ser esta a quantidade ideal para obter mais vantagens em argamassas tendo como ligante a cal hidráulica natural. É importante referir que outros fatores inerentes poderão influenciar tais resultados, nomeadamente o agregado utilizado, a relação A/L considerada e o tipo de cura a que as argamassas são expostas.

Um dos fatores que poderá ter influenciado os resultados pouco significativos obtidos na campanha experimental foi necessariamente o agregado utilizado, por apresentar um módulo de finura bastante reduzido e ter uma granulometria próxima de monogranular, afetando assim a estrutura porosa e, consequentemente, o comportamento das argamassas quer a nível mecânico e físico.

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5. Conclusões

5.1. Considerações finais

Na presente dissertação procurou-se perceber qual a influência do óxido de grafeno em argamassas de ligantes hidráulicos através de uma análise bibliográfica. Por um lado, por só terem sido realizados estudos com o cimento Portland como ligante e, por outro lado, por se considerar que as argamassas com base em cimento não são as mais adequadas para aplicação na conservação e reabilitação de edifícios. Assim, foi realizada uma campanha experimental preliminar com a produção de argamassas de cal hidráulica natural por forma a perceber as vantagens que poderá trazer para aplicação tanto em edifícios recentes como em edifícios mais antigos.

Na pesquisa bibliográfica foi concluído que o óxido de grafeno é o nanomaterial à base de carbono mais eficiente para aplicação em materiais de construção, não só por utilizar dosagens mais baixas como conduzir a melhores resultados, quando em comparação com os MWCNTs e as CNFs. O facto das nanofolhas de GO serem facilmente dispersas em solução aquosa através de sonicação, sem qualquer adição de outros produtos dispersantes, constitui mais uma vantagem face aos outros nanomateriais analisados. A adição de 0,03% de GO (em relação à massa do ligante) evidenciou ser a dosagem que gera melhores resultados, conferindo nomeadamente propriedades mecânicas mais altas, aumento da porosidade com baixa absorção de água por capilaridade, maior resistência a elementos agressivos e indícios de redução na fissuração.

Por outro lado, na campanha experimental desenvolvida no âmbito desta dissertação, que constitui uma abordagem preliminar a esta temática, foram formuladas várias argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 com dois tipos de adições de GO, disperso em água desionizada ou adicionado diretamente em pó. Os resultados obtidos foram pouco significativos, se comparados com as variações observadas nos trabalhos desenvolvidos na análise bibliográfica, concluindo-se que ainda que as percentagens de GO utilizadas podem não ter sido a mais adequada para avaliar a influência do GO em argamassas do tipo de ligante utilizado. Quanto à forma como foi incorporado o GO, foram notadas diferenças pouco significativas quando adicionado o GO disperso ou aplicado diretamente em pó. Contudo, os resultados mais relevantes obtidos na campanha experimental incidiram nas argamassas com adições de 0,1% de GO disperso, proporcionando ligeiros aumentos nas resistências mecânicas mesmo com aumento da porosidade total, uma menor absorção de água por capilaridade reduzindo a quantidade total de água absorvida, ligeiros aumentos na permeabilidade ao vapor de água e maior facilidade no processo de secagem. Por outro lado, adições de 0,5% de GO em pó conduziram a ligeiros aumentos na porosidade total, destacando-se uma maior facilidade no processo de secagem, quer numa fase inicial ou na sua globalidade.

Considera-se fundamental primeiramente proceder à dispersão do GO por sonicação ou método similar para então misturar com os restantes constituintes da argamassa, possibilitando melhores condições para ser obtida uma forte ligação entre o nanomaterial e o ligante. Uma eventual industrialização deste tipo de argamassas teria de tentar otimizar esta situação ao nível do fabrico. De um modo geral, a utilização de dosagens mais baixas de GO disperso (0,05% e 0,1%) propicia melhores

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resultados, no entanto adições de 0,03% têm grande potencialidade para que sejam obtidos melhores resultados, principalmente no comportamento das argamassas face à ação da água.

Foi procurado avaliar a adequabilidade das argamassas produzidas face a aplicações em intervenções de conservação e reabilitação de edifícios antigos ou em edifícios recentes. Quanto à aplicabilidade das argamassas formuladas em edifícios antigos, à semelhança de outras argamassas por exemplo com base em cal aérea analisadas noutros estudos [MATIAS et al., 2015], possuem elevada absorção de água por capilaridade, segundo requisitos estabelecidos por VEIGA et al. (2010). No caso das argamassas ensaiadas, a granulometria da areia indica ser uma das possíveis causas por tal incumprimento. Relativamente a argamassas para revestimentos de edifícios mais recentes verificou-se para já que as argamassas poderão ter aplicabilidade, uma vez que, mesmo nestas composições preliminares, cumprem a classe mais baixa definida na norma EN 998-1:2010 [CEN, 2010b] em função da utilização e das condições de exposição das argamassas.

5.2. Desenvolvimentos futuros

Tal como referido anteriormente e de que se tenha conhecimento, a presente dissertação foi o primeiro trabalho realizado com a adição de óxido de grafeno a argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5. Dos resultados obtidos, embora pouco significativos, salientam-se as melhorias no comportamento das argamassas face à ação da água. Deste modo, será importante dar continuidade à investigação de argamassas com este tipo de ligante, uma vez que se adequa para aplicação tanto em edifícios antigos como em mais recentes, e a adição de GO disperso tendo a potencialidade de serem obtidos melhores resultados.

Assim, são apresentadas de seguida algumas propostas para desenvolvimentos futuros:

 Aumentar o tempo de sonicação da solução aquosa do óxido de grafeno e aferir a sua influência nas características de argamassas

 Considerar dosagens ainda mais reduzidas de GO (por exemplo, de 0,01% a 0,1%)  Avaliar as argamassas a idades mais avançadas uma vez que se trata de uma cal onde

ocorre também carbonatação e de forma a avaliar a estabilidade dos compostos  Avaliar o comportamento das argamassas quando expostas a outros tipos de cura

 Utilizar uma areia que não seja monogranular e aferir a sua influência nas características das argamassas

 Obter imagens por SEM das argamassas por forma a analisar a sua microestrutura e perceber se houve ligação entre o GO e os produtos de hidratação da cal utilizada

 Complementar a técnica de XRD com ATG/DTG por forma a avaliar o estado de carbonatação das argamassas

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